Perché non tutte le applicazioni utilizzano la tecnologia Rigid-Flex?

Tara Dunn
|  Created: May 27, 2019  |  Updated: October 6, 2020
Perché non tutte le applicazioni utilizzano la tecnologia Rigid-Flex?

Perché non tutte le applicazioni utilizzano la tecnologia Rigid-Flex? 

Bella domanda! La tecnologia Rigid-Flex è un ibrido tra schede rigide e circuiti flessibili, che unisce gli aspetti più favorevoli di entrambi. La parte flessibile aiuta a risolvere problemi di spazio, peso e imballaggio, perché può piegarsi, ripiegarsi e flettersi in entrambi i montaggi (flessibile) oppure nell'utilizzo finale (flessibilità dinamica). La parte rigida supporta aree dense di componenti, consentendo di avere un maggior numero di layer, un routing complesso e un montaggio in superficie su entrambi i lati della scheda. L'utilizzo di questa struttura per tutte le applicazioni a mio parere ha senso! 

Più realisticamente, il costo è quasi sempre un fattore importante nella scelta della tecnologia da utilizzare per un particolare progetto. La tecnologia Rigid-Flex, con tutti i suoi vantaggi, potrebbe non essere sempre la migliore soluzione di costo complessiva. In un blog futuro, discuteremo l'importanza di paragonare il costo totale di progettazione anziché solamente il costo di un circuito rigido oppure flessibile con una progettazione Rigid-Flex. Per il momento diamo un'occhiata al motivo per cui le schede flessibili e Rigid-Flex sono più costose da produrre rispetto ad una rigida standard.

Innanzitutto, le materie prime sono essenzialmente più costose rispetto ai laminati FR4 standard. Il mercato dei PCB utilizza materiali meno flessibili rispetto alla controparte rigida, determinando una variazione abbastanza significativa del costo delle materie prime.

In secondo luogo, la gestione dei materiali flessibili può essere impegnativa. I progettisti scelgono materiali flessibili perché sono sottili, leggeri e possono piegarsi e ripiegarsi, anche se questi passaggi richiedono particolare attenzione durante la produzione. Immagina una piastra di laminato di 18" x 24" oppure una di 12" x 18", con soli 0,05 o 0,075 mm di spessore. È come cercare di maneggiare un pezzo di carta. Qualsiasi piccola flessione può potenzialmente creare un'ammaccatura o una piega nel rame, curvandosi mentre viene creato il circuito. 

I produttori di materiali flessibili necessitano di speciali procedure di manipolazione. Ad esempio, si può prelevare il materiale solamente dagli angoli opposti per mantenere il laminato piatto. Il trasporto di materiali all'interno dell'impianto di produzione richiede in genere contenitori speciali o carrelli. Poiché la maggior parte delle apparecchiature per processo a umido relative alla produzione di PCB è basata su rulli, i materiali flessibili spesso richiedono schede marchiate registrate e non registrate durante tutto il processo, per garantire che i pannelli non si incastrino nei rulli.

Mettendo a confronto i costi e i requisiti di gestione dei materiali dei circuiti rigidi e flessibili possiamo capire perché la tecnologia flessibile sia più costosa. L'utilizzo di una struttura rigida più complessa aumenta il divario con le speciali procedure necessarie per la laminazione e la produzione di materiali differenti. Penso sia inoltre importante capire come le diverse strutture Rigid-Flex influiscono sui costi.

L'opzione più semplice e meno costosa in genere è quella Rigid-Flex, con layer esterni rigidi e layer flessibili che sono collegati a tutti i layer rigidi che hanno lo stesso spessore. Questa è la struttura Rigid-Flex più comune, ma sia quelle flessibili che Rigid-Flex consentono di realizzare diversi progetti creativi, come accennato nei blog precedenti... Ad esempio, alcune soluzioni di progettazione richiedono fori passanti placcati nelle aree flessibili. Anche se certamente possibile, questa soluzione crea costi aggiuntivi, dovuti a lavorazioni supplementari da parte del produttore. In termini più essenziali, i layer flessibili necessitano di un processo di "lavorazione a umido" per creare i fori passanti prima della loro integrazione nel resto dello Stackup.

Un altro metodo creativo per risolvere i problemi di imballaggio è quello di avere determinati layer flessibili, oppure estremità, che si dividono in sezioni separate. Ad esempio, i layer flessibili 1 e 2 vanno in una direzione, i layer flessibili 3 e 4 vanno verso un'altra direzione e i layer flessibili 5 e 6 vanno verso un'altra differente direzione. Questo è un ottimo utilizzo della tecnologia Rigid-Flex!  Tuttavia, questa struttura richiede molta più elaborazione durante il processo di produzione rispetto alla semplice versione descritta in precedenza. Esistono diversi metodi per affrontare questa complessa progettazione ed è vivamente consigliato lavorare a stretto contatto con il produttore fin dall'inizio del processo di progettazione, per assicurarsi di non dover aggiungere costi inutili.

Per rispondere alla domanda originale, anche se la tecnologia Rigid-Flex offre i vantaggi delle strutture di circuiti rigidi e flessibili, non puoi utilizzarla per tutte le applicazioni, principalmente a causa dei costi. La produzione di circuiti stampati Rigid-Flex è più complessa di quella relativa a circuiti rigidi o flessibili. Quando la tecnologia Rigid-Flex risolve un problema di imballaggio devi esaminare il costo totale del progetto e non solamente il costo del circuito stesso. Spesso puoi risparmiare sui costi, poiché la tecnologia Rigid-Flex elimina i fili, i cavi e altri componenti della distinta base. Rimani sintonizzato perché questo sarà un argomento di blog futuri!

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Tara è un’esperta riconosciuta del settore con oltre 20 anni di esperienza. Ha lavorato con ingegneri di PCB, progettisti, produttori, organizzazioni di sourcing e utenti di circuiti stampati. Le sue competenze sono in PCB flessibili, rigido-flessibili, tecnologia additiva e progetti rapidi. È una delle principali fonti del settore per aggiornamenti rapidi su un'ampia varietà di argomenti tramite il suo sito di riferimento tecnico PCBadvisor.com. Contribuisce regolarmente agli eventi del settore in qualità di relatore, scrive una rubrica sulla rivista PCB007.com ed è una delle fondatrici e organizzatrici di Geek-a-palooza.com. La sua azienda, la Omni PCB, è nota per la rapida risposta in giornata e per la capacità di gestire progetti molto impegnativi in termini di lead time, tecnologia e volume.

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